摘要：地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，是建筑物安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的關(guān)鍵，因此必須給予足夠的重視。本丈主要就基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及其施工進(jìn)行具體的舉例分析，并提出了其設(shè)計(jì)方法和處理方案。

　　關(guān)鍵詞：地基,基礎(chǔ)設(shè)計(jì),基礎(chǔ)類型,設(shè)計(jì)分析

　　0. 引 言

　　由于承載建筑物的地基復(fù)雜多樣，即使同一建筑物其地基也可能不一樣，又由于建筑物功能、結(jié)構(gòu)形式的多樣性 傳至地基的荷載差別很大，因此地基是否需要處理，如何處理，基礎(chǔ)形式怎樣選取，應(yīng)該認(rèn)真研究，并做出多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

　　1. 做好地基及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，理論重要，實(shí)踐同樣重要。

　　1.1巖石和土體在其形成和存在的整個(gè)歷史過(guò)程中，經(jīng)受了各種復(fù)雜的地質(zhì)作用，因而有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和地應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境。不同地區(qū)不同類型的巖土工程性質(zhì)往往具有很大的區(qū)別，其性質(zhì)的區(qū)域性和個(gè)性很強(qiáng)。我國(guó)幅員遼闊，氣候各異，分布著各種特殊地質(zhì)條件，如：濕陷性黃土、膨脹土、軟土、紅粘土、凍土等等，尤其是巖土在地震作用時(shí)會(huì)發(fā)生大的變化，如斷裂、液化等。工程實(shí)踐證明 巖土工程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，未知的領(lǐng)域還很多，需要研究深化的領(lǐng)域也很多。

　　1.2鑒于此，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)者不能以為有地質(zhì)工程報(bào)告、有規(guī)范為依據(jù)就取得了輸入數(shù)據(jù)， 就有了根據(jù)，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要有較強(qiáng)的理論功底和善于思辨的能力，更要注重實(shí)踐，實(shí)踐才能出真知。地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案不是唯一的，將各種地基及基礎(chǔ)的處理方法和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，才能獲得較理想的方案。根據(jù)作者的工作體會(huì)，僅僅靠地質(zhì)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)方案建議不一定合理，甚至鑄成大錯(cuò)。因?yàn)楹芏嗟刭|(zhì)報(bào)告中，野外描述與實(shí)際不符， 缺少地下水位數(shù)據(jù)，成果報(bào)告圖表不全，數(shù)據(jù)混亂，數(shù)據(jù)不實(shí)，關(guān)鍵的問(wèn)題交代不清等屢見(jiàn)不鮮，甚至有弄虛作假現(xiàn)象。因此必須認(rèn)真分析，仔細(xì)推敲，注意所提供的各項(xiàng)物理力學(xué)的指標(biāo)正確性，注意所建議的地基基礎(chǔ)方案的合理性及可行性是極其重要的。

　　1.3以下兩例有助于說(shuō)明上述觀點(diǎn)

　　1.3.1某住宅小區(qū)項(xiàng)目，各單體樓均為11-15層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)小高層建筑。地質(zhì)報(bào)告建議采用大直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁端持力層為中風(fēng)化灰層，但經(jīng)仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，因戶型原因不易布樁。另外，需要穿越4m左右的卵石層。原建筑方案各單體僅設(shè)置半地下室，經(jīng)分析，若增加一層地下室，不但可以保證基礎(chǔ)埋深要求，而且可以將基礎(chǔ)坐落于卵石層上，卵石層fak= 260kpa， E0=22M pa 最后該項(xiàng)目采用了本方案，不但施工方便，而且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。

　　1.3.2某工程，地質(zhì)報(bào)告給出的各層土的承載力與實(shí)際開(kāi)挖后的目測(cè)結(jié)果相差甚遠(yuǎn)，重新進(jìn)行土工實(shí)驗(yàn)后，證明承載力取低近一倍。這從另一個(gè)側(cè)面也說(shuō)明了地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，必須有一流的巖土工程勘察，而勘察是設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，同時(shí)還可將地基基礎(chǔ)事故消滅在設(shè)計(jì)之前。

　　2. 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)分析

　　2.1房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)型式。砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ),如灰土條形基礎(chǔ)、Cl5 素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5m時(shí)，可采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時(shí)，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結(jié)構(gòu)、無(wú)地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨(dú)柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.11條設(shè)柱基拉梁。

　　2.2無(wú)地下室、地基較差 、荷載較大為增強(qiáng)整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如采用上述基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)強(qiáng)度和變形要求，又不宜采用樁基時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)(有梁或無(wú)梁)。框架結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降要求嚴(yán)、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ);柱網(wǎng)不均勻時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)。有地下室，無(wú)防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨(dú)立柱基。抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)上的柱荷載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當(dāng)柱荷載不同、柱距較大時(shí)，宜采用梁板式筏基。

　　2.3無(wú)論采用何種基礎(chǔ)都要處理好基礎(chǔ)底板與地下室外墻的連結(jié)節(jié)點(diǎn)。框剪結(jié)構(gòu)無(wú)地下室、

　　地基較好、荷載較均勻,可選用單獨(dú)柱基,墻下條基，抗震設(shè)防地區(qū)柱基下設(shè)拉梁并與墻下條基連結(jié)在一起。無(wú)地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎(chǔ)并與墻下條基連結(jié)在一起，以加強(qiáng)整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎(chǔ)。剪力墻結(jié)構(gòu)無(wú)地下室或有地下室，無(wú)防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎(chǔ)。當(dāng)有防水要求時(shí)，可選用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。高層建筑一般都設(shè)有地下室，可采用筏板基礎(chǔ);如地下室設(shè)里有均勻的鋼筋混凝土隔墻時(shí)，采用箱形基礎(chǔ) 。當(dāng)?shù)鼗^差,為滿足地基強(qiáng)度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。

　　3. 大型基礎(chǔ)類型的討論

　　3.1當(dāng)天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求，或經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較采用淺基礎(chǔ)反而不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)。

　　3.2樁平面布置原則

　　3.2.1力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。

　　3.2.2在縱橫墻交叉處都應(yīng)布樁，橫坡較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門(mén)洞口下面不宜布樁。

　　3.2.3同一結(jié)構(gòu)單元不宜同時(shí)采用摩擦樁和端承樁.

　　3.2.4大直徑樁宜采用一柱一樁;筒體采用群樁時(shí)，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。

　　3.2.5在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺(tái)的布樁形式。

　　3.2.6剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應(yīng)力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。

　　3.3樁端進(jìn)入持力層的最小深度

　　3.3.1應(yīng)選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入持力層深度，對(duì)于粘性土、粉土不宜小于2d(d為樁徑);砂土及強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d;對(duì)于碎石土及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于1d;且不小于0.5m。

　　3.3.2樁端進(jìn)入中、微風(fēng)化巖的嵌巖樁，樁全斷面進(jìn)入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風(fēng)化硬質(zhì)巖時(shí)，嵌巖深度可適當(dāng)減少，但不宜小于0.2m。

　　3.3.3當(dāng)場(chǎng)地有液化土層時(shí)，樁身應(yīng)穿過(guò)液化土層進(jìn)入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進(jìn)入深度應(yīng)由計(jì)算確定，對(duì)碎石土、礫、粗中砂、堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土且不應(yīng)小0.5m，對(duì)其他非巖石土且不宜小于1.5m。

　　3.3.4當(dāng)場(chǎng)地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時(shí)，樁身進(jìn)入上述土層以下的深度應(yīng)通過(guò)抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴(kuò)大頭直徑及1.5m。

　　3.3.5樁型選擇原則。樁型的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求，上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定。

　　4.其他一些建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析

　　4.1應(yīng)充分考慮復(fù)合地基中褥墊的作用

　　實(shí)踐證明，在樁和樁間土頂部加一層砂性土褥墊可充分發(fā)揮樁間土的作用，使樁間土的承載力大大提高，避免了由于不考慮樁間土承載力而造成的大量浪費(fèi)。

　　①保證了樁土共同承擔(dān)荷載。由于樁的彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于樁間土樁產(chǎn)生的沉降量比樁間土小，褥墊在壓密過(guò)程中使用樁刺入墊層，將上部總荷載傳到樁和樁間土上，此時(shí)樁間土承載力超前發(fā)揮而樁的承載力發(fā)揮滯后。②一定厚度的褥墊可調(diào)整樁、土荷載的分擔(dān)比。當(dāng)墊層厚度大于等于1000mm時(shí)，即可保證樁間土承載力超前發(fā)揮，同時(shí)減少樁頂面的應(yīng)力集中，使基礎(chǔ)底面反力分布更均勻些。③墊層厚度調(diào)整可使樁、土水平荷載分布比變化。當(dāng)墊層厚度較大時(shí)，作用在樁頂和樁間土表面的應(yīng)力相差不大，基礎(chǔ)與褥墊材料之間的摩擦系數(shù)一般為0.25-0.45故此天然地基抵抗水平力的能力增強(qiáng)，因此褥墊作用對(duì)剛、柔性復(fù)合地基具有普遍意義，對(duì)節(jié)省工程投資有顯著的效果。

　　4.2應(yīng)重視地基沉降計(jì)算的范圍和要求

　　4.2.1 計(jì)算沉降的荷載只考慮靜荷載及準(zhǔn)永久荷載，而不考慮風(fēng)荷載、吊車吊重、地震等瞬間荷載，所以計(jì)算地基承載力與計(jì)算沉降的荷載組合不同，這一區(qū)別規(guī)范中有明確規(guī)定，但在設(shè)計(jì)中卻往往被忽視。

　　4.2.2注意對(duì)計(jì)算沉降點(diǎn)的地質(zhì)資料分析，更要注意分析土層分布不均勻性及地下水位變化對(duì)地基差異沉降帶來(lái)的影響。

　　4.2.3沉降計(jì)算中應(yīng)力值只采用附加應(yīng)力值，而自重應(yīng)力隨深度增大自然形成的變形已經(jīng)形成，不產(chǎn)生新的沉降量。

　　5. 結(jié) 語(yǔ)

　　本文針對(duì)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工作了一些綜合論述，足以證明任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)是主線，施工是內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃與配合，才會(huì)事半功倍，保證建設(shè)質(zhì)量與效果。